CN204809629U - 一种固体激光器及光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体激光器及光纤激光器，该固体激光器包括依次设置在基板上的半导体激光器、激光介质、Q开关组件及输出镜；其中，半导体激光器用于产生第一波长激光；激光介质用于在收到第一波长激光泵浦后产生第二波长激光；Q开关组件用于将连续的第二波长激光转化为脉冲式的第二波长激光并通过输出镜输出。通过上述方式，本实用新型能够有效的减小激光脉冲宽度，降低成本。所述光纤激光器包括上述的固体激光器。

Description

一种固体激光器及光纤激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，特别是涉及一种固体激光器及光纤激光器。

背景技术

能发射激光的装置。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，大功率激光器通常都是脉冲式输出。

现有激光打标、表面刻蚀、激光划片等行业中大多采用的光纤激光器，为全光纤的激光器，分为种子源和放大级，其中种子源产生小功率脉冲信号，然后经过放大级将信号脉冲放大，其中种子源有全反光栅，半反光栅，有源光纤，调Q开关，合束器，光纤耦合LD模块组成，光纤耦合LD模块通电后产生915nm或976nm的泵浦光，经过合束器进入有源光纤，有源光纤收到泵浦后产生1064nm光子光，通过全反光栅和半反光栅组成的谐振器振荡放大，最终产生一定功率的1064激光。周期性开关的调Q开关将连续激光转化为脉冲激光，即输出需要的小功率脉冲信号。

在上述现有的解决方案中，种子源的器件价格较贵，工艺复杂，且最终形成的脉宽较宽。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种固体激光器及光纤激光器，能够有效的减小激光脉冲宽度，降低成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种固体激光器，其包括依次设置在基板上的半导体激光器、激光介质、Q开关组件及输出镜；其中，半导体激光器用于产生的第一波长激光；激光介质用于在收到第一波长激光泵浦后产生第二波长激光；Q开关组件用于将连续的第二波长激光转化为脉冲式的第二波长激光并通过输出镜输出。

其中，激光介质和输出镜构成谐振腔；激光介质的输入面镀有增透膜和高反膜；其中，增透膜用于透射第一波长激光，高反膜用于反射第二波长激光；输出镜上镀有半透半反膜，用于对第二波长激光部分透射部分反射。

其中，半导体激光器和激光介质之间还包括全反镜；全反镜用于反射第二波长激光；输出镜上镀有半透半反膜，用于对第二波长激光部分透射部分反射。

其中，第一波长为808nm，第二波长为1064nm。

其中，半导体激光器和激光介质之间还包括耦合透镜；耦合透镜用于将第一波长激光耦合进激光介质。

其中，激光介质、Q开关组件及输出镜替换为键合晶体；键合晶体的输入面镀有高反膜，用于反射第二波长激光；键合晶体的输出面镀有半反膜，用于对第二波长激光部分透射部分反射。

其中，半导体激光器为半导体泵浦激光器，用于产生具有第一波长的泵浦激光。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种光纤激光器，其特征在于，光纤激光器包括依次设置的固体激光器、耦合系统及放大级；其中，固体激光器是上述的固体激光器；耦合系统用于将固体激光器产生的脉冲激光耦合进放大级；放大级用于将脉冲激光放大并输出。

其中，耦合系统与放大级之间还包括光纤；耦合系统用于将固体激光器产生的脉冲激光耦合进光纤；光纤熔接于放大级。

其中，固体激光器和耦合系统之间还包括隔离器，隔离器用于阻挡反射光线进入固体激光器。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型公开的固体激光器包括依次设置在基板上的半导体激光器、激光介质、Q开关组件及输出镜；其中，半导体激光器用于产生的第一波长激光；激光介质用于在收到第一波长激光泵浦后产生第二波长激光；Q开关组件用于将连续的第二波长激光转化为脉冲式的第二波长激光并通过输出镜输出，能够提高光束质量，减小激光脉冲宽度，降低成本。

附图说明

图1是本实用新型固体激光器第一实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型固体激光器第二实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型固体激光器第三实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型固体激光器第四实施方式的结构示意图；

图5是本实用新型光纤激光器一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型固体激光器第一实施方式的结构示意图，该固体激光器包括依次设置在基板(图未示)上的半导体激光器110、激光介质120、Q开关组件130及输出镜140；其中，半导体激光器110用于产生的第一波长激光；激光介质120用于在收到第一波长激光泵浦后产生第二波长激光；Q开关组件130用于将连续的第二波长激光转化为脉冲式的第二波长激光并通过输出镜140输出。

其中，半导体激光器110可以具体由热沉、半导体激光芯片及快轴压缩柱透镜组成，另外，激光介质120、Q开关组件130及输出镜140也可以通过热沉固定于基板上，用于散热。同时，基板上可以设置导轨，每个光学元件可以通过滑块固定于导轨中，以便各个光学元件能够移动方便调节光学元件的位置。

半导体激光器110又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。

激光介质120一般是激光材料，能够把各种泵浦(电、光、射线)能量转换成激光的材料，以固体激光物质为主，例如硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、氟化物玻璃、氧化铝晶体、钇铝石榴石晶体、氟化钇锂等。

Q开关组件130一般采用饱和吸收染料开关，其具有吸收特性，能够周期性的进行光漂白，将连续激光转化为脉冲激光；另外还有转镜开关、电光开关等。

具体地，半导体激光器110产生泵浦激光进入激光介质120，激光介质120收到泵浦后产生光子光，光子光经过震荡放大并经过Q开关组件转化为一定功率的脉冲激光，即输出镜140输出脉冲信号。

区别于现有技术，本实施方式公开的固体激光器包括依次设置在基板上的半导体激光器、激光介质、Q开关组件及输出镜；其中，半导体激光器用于产生的第一波长激光；激光介质用于在收到第一波长激光泵浦后产生第二波长激光；Q开关组件用于将连续的第二波长激光转化为脉冲式的第二波长激光并通过输出镜输出，能够提高光束质量，减小激光脉冲宽度，降低成本。

参阅图2，本实用新型固体激光器第二实施方式的结构示意图，该固体激光器包括依次设置在基板(图未示)上的半导体激光器210、耦合透镜220、激光介质230、Q开关组件240及输出镜250；其中，半导体激光器210用于产生的第一波长激光；耦合透镜220用于将第一波长激光耦合进激光介质230；激光介质230用于在收到第一波长激光泵浦后产生第二波长激光；Q开关组件240用于将连续的第二波长激光转化为脉冲式的第二波长激光并通过输出镜250输出。

其中，激光介质230和输出镜250构成谐振腔260；激光介质230的输入面镀有增透膜231和高反膜232；其中，增透膜231用于透射第一波长激光，高反膜232用于反射第二波长激光；输出镜250上镀有半透半反膜251，用于对第二波长激光部分透射部分反射。

如图3所示，在本实用新型固体激光器第三实施方式中，半导体激光器和激光介质之间还可以增加全反镜233，用以代替高反膜231。

继续参阅图2，在具体实施方式中，这里以第一波长为808nm，第二波长为1064nm，Q开关组件为Cr:YAG(掺铬钇铝石榴石)晶体制成的组件为例来描述该固体激光器的工作：

半导体激光器210通电后产生808nm的泵浦光，经过耦合透镜220进入激光介质230，激光介质230受到泵浦后产生1064nm的光子光，通过激光介质230的全反膜232和输出镜250组成的谐振腔260振荡放大，最终产生一定功率的1064nm激光。Q开关组件240因为其1064nm吸收特性，能够周期性的光漂白，将连续激光转化为脉冲激光，即输出需要的小功率脉冲信号。

参阅图4，本实用新型固体激光器第四实施方式，该固体激光器包括依次设置在基板(图未示)上的半导体激光器410、耦合透镜420及键合晶体430；

键合晶体430的输入面镀有高反膜431，用于反射第二波长激光；

键合晶体430的输出面镀有半反膜432，用于对第二波长激光部分透射部分反射。

该键合晶体430一般是Nd:YAF+Cr:YAG，其与高反膜431和半反膜432形成谐振腔，作用与前述实施方式中的激光介质、Q开关组件及输出镜相同，这里不再赘述。

参阅图5，本实用新型光纤激光器一实施方式的结构示意图，该光纤激光器包括依次设置的固体激光器510、耦合系统530及放大级550。

其中，固体激光器510是如图1、图2、图3或图4中的固体激光器，这里不再赘述；耦合系统530用于将固体激光器510产生的脉冲激光耦合进放大级550；放大级550用于将脉冲激光放大并输出。

其中，耦合系统530与放大级550之间还包括光纤540；耦合系统530用于将固体激光器510产生的脉冲激光耦合进光纤540；光纤540熔接于放大级550。

其中，固体激光器510和耦合系统530之间还包括隔离器520，隔离器520用于阻挡反射光线进入固体激光器510，具体地，隔离器520只允许光线从固体激光器510通向耦合系统530，而防止光线反向进入固体激光器510从而影响固体激光器510。

区别于现有技术，本实施方式通过固体激光器作为光纤激光器的种子源，通过耦合系统将脉冲激光通过光纤接入放大级，能够提高光束质量，减小激光脉冲宽度，降低成本。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种固体激光器，其特征在于，所述固体激光器包括依次设置在基板上的半导体激光器、激光介质、Q开关组件及输出镜；

其中，所述半导体激光器用于产生第一波长激光；

所述激光介质用于在收到所述第一波长激光泵浦后产生第二波长激光；

所述Q开关组件用于将连续的所述第二波长激光转化为脉冲式的第二波长激光并通过所述输出镜输出。

2.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述激光介质和所述输出镜构成谐振腔；

所述激光介质的输入面镀有增透膜和高反膜；

其中，所述增透膜用于透射所述第一波长激光，所述高反膜用于反射所述第二波长激光；

所述输出镜上镀有半透半反膜，用于对所述第二波长激光部分透射部分反射。

3.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述半导体激光器和所述激光介质之间还包括全反镜；

所述全反镜用于反射所述第二波长激光；

所述输出镜上镀有半透半反膜，用于对所述第二波长激光部分透射部分反射。

4.根据权利要求2或3所述的固体激光器，其特征在于，所述第一波长为808nm，所述第二波长为1064nm。

5.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述半导体激光器和所述激光介质之间还包括耦合透镜；

所述耦合透镜用于将所述第一波长激光耦合进所述激光介质。

6.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述激光介质、Q开关组件及输出镜替换为键合晶体；

所述键合晶体的输入面镀有高反膜，用于反射所述第二波长激光；

所述键合晶体的输出面镀有半反膜，用于对所述第二波长激光部分透射部分反射。

7.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述半导体激光器为半导体泵浦激光器，用于产生具有第一波长的泵浦激光。

8.一种光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括依次设置的固体激光器、耦合系统及放大级；

其中，所述固体激光器是如权利要求1-7任一项所述的固体激光器；

所述耦合系统用于将所述固体激光器产生的脉冲激光耦合进所述放大级；

所述放大级用于将所述脉冲激光放大并输出。

9.根据权利要求8所述的光纤激光器，其特征在于，所述耦合系统与所述放大级之间还包括光纤；

所述耦合系统用于将所述固体激光器产生的脉冲激光耦合进所述光纤；

所述光纤熔接于所述放大级。

10.根据权利要求8所述的光纤激光器，其特征在于，所述固体激光器和所述耦合系统之间还包括隔离器，

所述隔离器用于阻挡反射光线进入所述固体激光器。